Tài liệu Thiết kế mạng truy nhập ngn của một vùng lưu lượng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Đặng Việt Hà THIẾT KẾ MẠNG TRUY NHẬP NGN CỦA MỘT VÙNG LƯU LƯỢNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2006 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Đặng Việt Hà THIẾT KẾ MẠNG TRUY NHẬP NGN CỦA MỘT VÙNG LƯU LƯỢNG Ngành: CN Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc Mã số: 2.07.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN CẢNH TUẤN Hà Nội - 2006 - 1 - MỤC LỤC STT NỘI DUNG TRANG Viết tắt 3 Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Mở đầu 6 7 8 1.1 1.1.1 Chương 1: Tổng quan mạng thế hệ sau NGN Khái quát chung mạng viễn thông hiện tại - mạng PSTN Đặc điểm mạng viễn thông hiện tại 10 10 1.1.2 Hạn chế của mạng PSTN 12 1.1.3 Mục tiêu của mạng NGN 13 1.2 1.2.1 1.2.2 Cấu trúc mạng thế hệ sau Đặc điểm của NGN Nguyên tắc tổ chức 17 17 19 1.2.3 Cấu trúc mạng NGN 19 1.2.3.1 1.2.3.2 Cấu trúc vật l‎ý Cấu trúc chức năng 20 20 1.2.3.3 1.2.4 Thành phần thiết bị chính trong mạng NGN Tổ chức mạng thế hệ sau VNPT 23 26 1.2.4.1 Lớp ứng dụng và dịch vụ 27 1.2.4.2 1.2.4.3 Lớp điều khiển Lớp truyền tải/lõi 27 28 1.2.4.4 Lớp truy nhập 32 1.2.4.5 1.2.5 Lớp quản lý Kết nối NGN với mạng viễn thông hiện tại 33 33 2.1 Chương 2: Mạng truy nhập NGN Tổng quan mạng truy nhập 36 2.1.1 2.1.2 2.1.3 Các vấn đề mạng truy nhập truyền thống Mạng truy nhập ngày nay Mạng truy nhập hiện đại dưới quan điểm của ITU - T 37 37 39 2.1.4 2.1.5 Cấu trúc mạng truy nhập Đặc điểm mạng truy nhập 40 42 2.2 Công nghệ mạng truy nhập 43 - 2 - 2.2.1 Mạng truy nhập dây cáp đồng 43 2.2.2 2.2.3 Mạng cáp quang lai cáp đồng trục - HFC Mạng truy nhập cáp quang 48 50 2.2.4 Công nghệ truy nhập vô tuyến 51 2.3 2.3.1 Thiết bị mạng truy nhập Tổng đài phân tán 52 52 2.3.2 Bộ cung cấp vòng thuê bao số DLC 53 2.3.3 Thiết bị truy nhập IP 56 2.3.4 2.4 2.4.1 Thiết bi truy nhập giai đoạn qúa độ lên mạng NGN Mạng truy nhập NGN của VNPT Mạng truy nhập hiện tại của VNPT 57 59 59 2.4.2 Xu hướng mạng truy nhập NGN 59 2.4.3 Xây dựng mạng truy nhập thế hệ mới 61 Chương 3: Tính toán thiết lập mạng truy nhập NGN của 3.1 Thành phố Việt Trì Đặt vấn đề Phương pháp tính toán thiết lập mạng truy nhập NGN 63 3.1.1 Thu thập số liệu 64 3.1.2 3.1.3 3.1.4 Dự báo Xác lập cấu trúc mạng truy nhập Tính toán định cỡ mạng truy nhập 66 69 71 3.1.5 Lựa chọn thiết bị - Địa điểm lắp đặt 74 3.1.6 3.2 3.2.1 3.2.2 Công thức tính dung lượng định cỡ mạng truy nhập Thiết kế mạng truy nhập NGN cho thành phố Việt Trì Số liệu dự báo của Việt Trì Bản đồ địa lý Việt Trì 77 80 83 86 3.2.3 3.2.4 3.2.5 Xác định cấu trúc truy nhập của Việt Trì Tính toán dung lượng mạng truy nhập Việt Trì Lựa chọn trang thiết bị mạng truy nhập thế hệ sau 87 89 92 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 -7- DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Họ công nghệ DSL..................................................................... Mật độ thuê bao điện thoại hiện tại của Việt trì……………… Kết quả dự báo dịch vụ thoại cố định của thành phố Việt Trì... Kết quả dự báo dịch vụ Internet………………………………. Kết quả dự báo với di động………………………………….. Các thông số kỹ thuật cơ bản của 3 loại thiết bị DSLAM……. 46 84 84 85 85 94 -8- DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Cấu trúc theo phần tử thiết bị……………………................ Cấu trúc theo phần tử chức năng…………………………... Xu thế mạng trong tương lai………………………………. Cấu trúc chức năng mạng NGN………………………........ Các thành phần thiết bị phân theo phân lớp……………….. Cấu hình kết nối kết nối lớp điều khiển và ứng dụng……... Cấu hình cấp mạng đường trục quốc gia………………...... Cấu hình kết nối NGN- PSTN- Internet ……….…………. Cấu trúc mạng truy nhập………………………………...... Mạng truy nhập theo ITU…………………………............. Cấu trúc chức năng mạng truy nhập……………………… Mạng truy nhập cáp đồng..................................................... Sơ đồ kết nối DSL................................................................. Cấu trúc mạng HFC.............................................................. Cấu trúc mạng truy nhập quang............................................ Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến..................................... Bộ tập trung đường dây đầu xa............................................. Thế hệ 1G DLC..................................................................... Thế hệ 2G - UDLC.............................................................. Thế hệ 2G - IDLC................................................................. Thế hệ 3G - NG DLC............................................................ Thiết bị truy nhập IP trong mạng thế hệ sau......................... Cấu trúc mạng truy nhập định hướng thế hệ mới giai đoạn 10 11 16 21 23 27 31 34 36 39 41 44 45 48 51 52 53 54 55 55 56 57 -9- 2001-2010 của VNPT......................................................... Hình 3.1 Kiến trúc tổng quan mạng IP................................................ Hình 3.2 Mối quan hệ giữa mạng IP và mạng PSTN/ISDN................. Hình 3.3 Cấu hình mạng truy nhập NGN khả thi................................ Hình 3.4 Sơ đồ phối cáp....................................................................... Hình 3.5 Sơ đồ tính lưu lượng ADSL................................................... Hình 3.6 Bản đồ địa lý thành phố Việt trì............................................ Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý cấu trúc truy nhập của Việt Trì năm 2010. Hình 3.8 Sơ đồ lưu lượng mạng truy nhập của Việt Trì năm 2010..... Hình 3.9 Giải pháp cho mạng truy nhập trong thời kỳ quá độSiemens Hình 3.10 Thoại qua đường dây thuê bao số tốc độ cao DSL - Alcatel 61 69 69 70 72 80 86 89 91 93 93 -8- MỞ ĐẦU Ngày nay, chúng ta đang chứng kiến những biến động lớn lao về bản chất lưu lượng truyền tải trên mạng. Lưu lượng phi thoại đang dần lấn lướt lưu lượng thoại và mạng chuyển mạch gói dang dần thay thế cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống. Nguyên nhân sâu xa chính là do mạng Internet bùng nổ trên toàn cầu, lưu lượng tăng theo hàm số mũ, số người truy cập Internet ngày càng cao. Song song với đó là nhu cầu về băng thông rộng và truy nhập di động, nhu cầu về tích hợp dịch vụ. Tất cả tạo nên những thách thức mới cho nhà khai thác cũng như nhà cung cấp dịch vụ và thiết bị viễn thông. Mạng thế hệ sau (Next Generanal Network) ra đời với hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, đã tận dụng đầy đủ các công nghệ tiên tiến đảm bảo cung cấp dịch vụ mới tiện lợi đáp ứng được phần nào nhu cầu của người sử dụng cũng như nhà cung cấp dịch vụ. NGN với những đặc điểm nổi bật:  Dịch vụ mới lợi nhuận mới  Tiết kiệm chi phí đầu tư  Dễ dàng tương tác giữa các nhà khai thác  Có sự phân chia: dịch vụ điều khiển, truyền tải và truy nhập  Truyền dẫn đơn giản qua TDM, ATM, IP  Các giao diện mở Hiện tại, việc chuyển đổi sang mạng NGN của các nước đang trong giai đoạn đầu nên chưa có giải pháp nào hoàn chỉnh mà tất cả còn đang ở trong giai đoạn nghiên cứu và tiếp tục phát triển. Bởi vậy, cho đến nay chưa có tài liệu nào hướng dẫn việc tính toán thiết lập mạng truy nhập trong NGN. Mạng viễn thông Việt nam với nòng cốt là mạng viễn thông của Tập đoàn BCVT Việt Nam cũng đang trong bước đầu của lộ trình chuyển đổi tiến tới NGN. Do đó đề tài luận văn: Thiết kế mạng truy nhập NGN của một vùng lưu lưọng nghiên cứu tổng thể mạng NGN và tập trung đi sâu nghiên cứu định cỡ mạng truy nhập của một -9- vùng lưu lượng. Kết quả của luận văn có thể là một phương pháp luận ứng dụng trong mạng NGN của Tập đoàn trong thời điểm hiện nay. Nội dung chính của Luận văn chia làm 3 chương như sau: Chương 1: Tổng quan mạng thế hệ sau - NGN Chương 2: Mạng truy nhập NGN Chương 3: Tính toán thiết lập mạng truy nhập NGN của Thành phố Việt Trì Mục tiêu chính của luận văn là xây dựng các bước thiết lập cấu trúc và phương pháp định cỡ mạng truy nhập NGN của một vùng lưu lượng. Trước hết, tôi đặc biệt xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS. TS Nguyễn Cảnh Tuấn, người đã dìu dắt và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp. Tôi xin cám ơn các Thầy, Cô giáo trong trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội đã chỉ bảo và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin cám ơn các bạn tôi, những người luôn giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình làm luận văn. HỌC VIÊN ĐẶNG VIỆT HÀ - 10 Chương 1 TỔNG QUAN MẠNG THẾ HỆ SAU - NGN 1.1 Khái quát chung mạng viễn thông hiện tại - mạng PSTN 1.1.1 Đặc điểm mạng viễn thông hiện tại Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu, có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng. Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính như sau: Phân loại theo các phần tử thiết bị: Hình 1.1 Cấu trúc theo phần tử thiết bị Thiết bị đầu cuối: Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax, máy tính, tổng đài PABX. Tổng đài: Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang. Các thuê bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt được nối vào tổng đài quá giang. Truyền dẫn: Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay giữa các tổng đài để thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện. Thiết bị truyền dẫn chia làm hai loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiết bị truyền dẫn cáp quang. Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao dùng môi trường thường là cáp - 11 kim loại, tuy nhiên có một số trường hợp môi trường truyền là cáp quang hoặc vô tuyến. Các hệ thống thiết bị truyền dẫn trên mạng viễn thông VNPT hiện nay chủ yếu sử dụng hai loại công nghệ là cáp quang SDH và vi ba PDH. Hình 1.2 Cấu trúc theo các phần tử mạng Mạng đường trục: Mạng đường trục bao gồm các tuyến truyền dẫn đường trục và các tổng đài chuyển tiếp. Các tổng đài chuyển tiếp đóng vai trò như một cổng vào ra để các tổng đài nội hạt qua nó tham gia vào mạng truyền dẫn đường trục. Tổng đài chuyển tiếp thực hiện đo các cuộc gọi đường dài và quản lý cước đường dài đối với các tổng đài nội hạt trực thuộc. Để thực hiện tính cước người ta chia đất nước theo các vùng hành chính, cước phí tiêu chuẩn được đặt theo khoảng cách giữa các vùng cước Mạng đường trục được phân cấp từ 2 đến 4 tầng chuyển mạch tùy theo độ lớn của vùng và lưu lượng tải: quá giang quốc tế, quá giang đường dài, nội tỉnh và nội hạt. Mỗi tầng trung tâm chuyển mạch được đặt tại một vùng quản trị của nó. Các tổng đài ở cấp đường trục được nối với nhau theo hình lưới để đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố. trung ATM c¸c bé tËp (ATM/IP), CÊp vïng CÊp ®-êng trôc Phân loại theo các phần tử mạng - 12 Mạng nội hạt: Mạng nội hạt bao gồm các tổng đài nội hạt, các bộ tập trung lưu lượng và các đường dây thuê bao, tuyến truyền dẫn trung kế kết nối các tổng đài nội hạt. Phần kết nối đường dây thuê bao đến tổng đài nội hạt được gọi là mạng truy nhập Các cuộc gọi nội hạt sẽ được kết nối qua một hay nhiều tổng đài nội hạt, các cuộc gọi đường dài được kết nối thông qua tổng đài nội hạt lên các tổng đài chuyển tiếp của mạng đường dài 1.1.2 Hạn chế của mạng PSTN Mạng viễn thông hiện nay được thiết kế nhằm mục đích khai thác dịch vụ thoại là chủ yếu. Do đó, đứng ở góc độ này mạng đã phát triển tới một mức gần như giới hạn về sự cồng kềnh và mạng tồn tại một số khuyết điểm cần khắc phục. - Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc hoàn toàn vào các nhà cung cấp tổng đài. Điều này không những làm giảm sức cạnh tranh cho các nhà khai thác, đặc biệt là những nhà khai thác nhỏ, mà còn tốn nhiều thời gian và tiền bạc khi muốn nâng cấp và ứng dụng các phần mềm mới. - Các tổng đài chuyển mạch kênh đã khai thác hết năng lực và trở nên lạc hậu đối với nhu cầu của khách hàng. - Sự bùng nổ lưu lượng thông tin đã khám phá sự kém hiệu quả của chuyển mạch kênh TDM. Chuyển mạch kênh truyền thống chỉ dùng để truyền các lưu lượng thoại có thể dự đoán trước, và nó không hỗ trợ lưu lượng dữ liệu tăng đột biến một cách hiệu quả. Khi lượng dữ liệu tăng vượt lưu lượng thoại, đặc biệt đối với dịch vụ truy cập Internet quay số trực tiếp, thường xảy ra nghẽn mạch do nguồn tài nguyên hạn hẹp. Trong khi đó, chuyển mạch kênh làm lãng phí băng thông khi các mạch đều rỗi trong một khoảng thời gian mà không có tín hiệu nào được truyền đi. Thực tế cho thấy hiện nay có rất nhiều loại mạng khác nhau cùng song song tồn tại. Mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác nhau. Như vậy, hệ thống mạng viễn thông hiện tại tồn tại rất nhiều nhược điểm: - 13 - Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng mà không thể sử dụng cho các dịch vụ khác. Ví dụ không thể truyền tiếng nói hoặc hình ảnh qua mạng truyền số liệu, chuyển mạch gói vì độ trễ của mạng này quá lớn - Thiếu mềm dẻo: Sự ra đời của các công nghệ mới ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu. Ngoài ra, sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ truyền thông mới trong tương lai mà hiện nay chưa dự đoán được, mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc độ truyền khác nhau. Mạng hiện tại sẽ rất khó thích nghi với những đòi hỏi này. - Kém hiệu quả trong việc khai thác tài nguyên. Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho nhiều nhà khai thác cùng sử dụng, cùng kinh doanh. Trước tình hình phát triển của mạng viễn thông hiện nay, các nhà khai thác nhận thấy rằng cần có một cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi dịch vụ (tương tự - số, băng hẹp - băng rộng, cơ bản - đa phương tiện,…) để việc quản lý tập trung, giảm chi phí bảo dưỡng và vận hành, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ của mạng hiện nay. Ý tưởng này dẫn đến sự ra đời của mạng thế hệ sauNGN (Next General Networks) 1.1.3 Mục tiêu của mạng NGN Yếu tố hàng đầu là tốc độ phát triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu và các dịch vụ dữ liệu là kết quả của tăng trưởng Internet mạnh mẽ. Các hệ thống mạng công cộng hiện nay chủ yếu được xây dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền dữ liệu thông tin và video đã được vận chuyển trên các mạng chồng lấn, tách rời được triển khai để đáp ứng những yêu cầu của chúng. Do vậy, một sự chuyển đổi sang hệ thống mạng chuyển mạch gói tập trung là không thể tránh khỏi khi mà dữ liệu thay thế vị trí của thoại và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chính. Cùng với sự bùng nổ Internet trên toàn cầu, rất nhiều khả năng mạng thế hệ mới sẽ dựa trên giao thức IP. Tuy nhiên, thoại vẫn là một dịch vụ quan trọng và do đó, những thay đổi này dẫn tới yêu cầu truyền thoại chất lượng cao qua IP. - 14 Những lý do chính dẫn tới sự xuất hiện của mạng thế hệ mới: Cải thiện chi phí đầu tư Công nghệ căn bản liên quan đến chuyển mạch kênh truyền thống được cải tiến chậm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền công nghiệp máy tính. Các chuyển mạch kênh này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN. Tuy nhiên chúng chưa thật sự tối ưu cho mạng truyền số liệu. Kết quả là ngày càng có nhiều dòng lưu lượng số liệu trên mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải pháp với định hướng số liệu làm trọng tâm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, nền tảng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Các giao diện mở tại từng lớp mạng cho phép nhà khai thác lựa chọn nhà cung cấp có hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ. Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhóm trung kế kích thước cố định cho thoại, nhờ đó giúp các nhà khai thác quản lý mạng dễ dàng hơn, nâng cấp một cách hiệu quả phần mềm trong các nút điều khiển mạng, giảm chi phí khai thác hệ thống. Xu thế đổi mới viễn thông Khác với khía cạnh kỹ thuật, quá trình giải thể đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến cách thức hoạt động của các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới. Các luật lệ của chính phủ trên toàn thế giới đã ép buộc các nhà khai thác lớn phải mở cửa để các công ty mới tham gia thị trường cạnh tranh. Trên quan điểm chuyển mạch, các nhà cung cấp thay thế phải có khả năng giành được khách hàng địa phương nhờ đầu tư trực tiếp vào những chặng cuối cùng của đường cáp đồng. Điều này dẫn đến việc gia tăng cạnh tranh. Các NGN thực sự phù hợp để hỗ trợ kiến trúc mạng và các mô hình được luật pháp cho phép khai thác. Các nguồn doanh thu mới - 15 Dự báo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và xuất hiện mức tăng doanh thu đột biến do các dịch vụ giá trị gia tăng mang lại. Kết quả là phần lớn các nhà khai thác truyền thống sẽ phải tái định mức mô hình kinh doanh của họ dưới ánh sáng của các dự báo này. Cùng lúc đó, các nhà khai thác mới sẽ tìm kiếm mô hình kinh doanh mới cho phép họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trên thị trường viễn thông. Các cơ hội kinh doanh mới bao gồm các ứng dụng đa dạng tích hợp với các dịch vụ của mạng viễn thông hiện tại, số liệu Internet, các ứng dụng video. Kỷ nguyên thông tin mới với công nghệ đa phương tiện cùng với xu hướng toàn cầu hoá trong kinh doanh, mở cửa thị trường viễn thông đã tạo ra sức ép cạnh tranh ngày càng tăng trên thị trường, tạo ra các yêu cầu với các doanh nghiệp cung cấp các dịch vụ viễn thông truyền thống: Dịch vụ phải được đa dạng hoá có giá thành thấp và rút ngắn thời gian đưa dịch vụ mới ra thị trường; Giảm chi phí khai thác mạng và dịch vụ; Nâng cao hiệu quả đầu tư; Tạo ra những nguồn doanh thu mới, không phụ thuộc vào các nguồn doanh thu từ các dịch vụ truyền thống. Như vậy xây dựng cấu trúc mạng NGN của VNPT phải hướng tới các mục tiêu cụ thể sau: - Đáp ứng nhu cầu cung cấp các dịch vụ viễn thông hiện nay và các loại dịch vụ viễn thông thế hệ mới bao gồm: + Các dịch vụ cơ bản + Các dịch vụ giá trị gia tăng + Các dịch vụ truyền số liệu, Internet và công nghệ thông tin + Đa phương tiện - Mạng có cấu trúc đơn giản: + Giảm tối đa số cấp chuyển mạch và chuyển mạch truyền dẫn + Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới và giảm thiểu chi phí khai thác và bảo dưỡng - Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, năng lực hoạt động mạnh - 16 + Tiến tới tích hợp mạng thoại va số liệu trên mạng đường trục băng rộng + Cấu trúc mạng phải có độ linh hoạt cao, đảm bảo an toàn mạng lưới và chất lượng dịch vụ - Dễ dàng mở rộng dung lượng, triển khai dịch vụ mới Việc thay đổi cấu trúc mạng hiện tại được tiến hành từng bước theo điều kiện thực tế cho phép. Tận dụng tối đa các thiết bị trên mạng ISDN, PSTN hiện có để phát triển dịch vụ N-ISDN, đáp ứng nhu cầu dịch vụ Internet, các dịch vụ IP khác, ATM, FR… trên cơ sở nâng cấp các Node mạng hiện có nếu công nghệ cho phép và giá cả hợp lý hoặc trang bị các node mạng Multiservice mới - Triển khai và hoàn thiện hệ thống quản lý mạng, quản lý dịch vụ - Tăng cường khả năng cạnh tranh trong môi trường hội nhập và mở cửa tế qua ATM/IP Core hoặc chuyển tiếp qua các tổng tài Toll, Tandem lên tổng đài Gateway. Mạng viễn thông thế hệ sau(Next Generation Network - NGN) là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động bắt nguồn từ sự tiến bộ của công nghệ thông tin và các ưu điểm của công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn quang băng rộng. Công nghệ mạng mới đáp ứng đầy đủ được các yêu cầu kinh doanh kể trên, vì vậy chuyển dần mạng hiện tại sang mạng thế hệ sau (Next Generation Network - NGN) sử dụng công nghệ chuyển mạch gói là một nhu cầu tất yếu. HiÖn t¹i T-¬ng lai Interne t Telephone network Mobile radio IP Network - 17 - Hình 1.3 Xu hướng mạng trong tương lai Để thỏa mãn yêu cầu trên cần phải: - Tổ chức mạng theo lớp chức năng - Tách chức năng dịch vụ và điều khiển ra khỏi tổng đài Định nghĩa mạng thế hệ sau NGN Mạng viễn thông thế hệ sau có nhiều tên gọi hay các định nghĩa khác nhau như [7]: - Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau) - Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ) - Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng) - Mạng nhiều lớp (mạng được phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM). Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN nhưng vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN. Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ sau là sự tích hợp mạng PSTN (chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM) với mạng chuyển mạch gói (dựa trên kỹ thuật IP/ATM). NGN có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ - 18 gánh nặng của PSTN. 1.2 Cấu trúc mạng thế hệ sau 1.2.1 Đặc điểm của NGN [6] Mạng NGN có những đặc điểm chính: Nền tảng là hệ thống mạng mở. - Các tổng đài truyền thống chia thành các phần tử độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng, và phát triển một cách độc lập. - Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng. Việc phân tách làm cho mạng viễn thông vốn có dần dần đi theo hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối thông giữa các mạng có cấu hình khác nhau. Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lưới. - Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi - Chia tách cuộc gọi với truyền tải Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao. Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một số giao thức thống nhất: SIP-T, BICC, H232, M6CP, MeGaCo... Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”. - 19 Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia. Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này.. Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu. 1.2.2 Nguyên tắc tổ chức [2] Hiện tại mạng viễn thông của VNPT được tổ chức quản lý khai thác theo địa bàn hành chính, mỗi vùng ứng với mỗi Tỉnh/Thành phố ngoại trừ Hà nội và TP. Hồ Chí Minh, Hải phòng, Đà nẵng... có mật độ lưu lượng khá lớn, trong khi một số tỉnh thành còn lại với số thuê bao ít và lưu lượng thấp vẫn hình thành mạng riêng theo địa bàn hành chính. Vì vậy, nếu xét ở góc độ kinh tế thì cách tổ chức khai thác, cung cấp dịch vụ như vậy khá cồng kềnh và có nhiều điểm bất cập gây lãng phí. Để đáp ứng các mục tiêu đề ra, đặc biệt là nhằm nâng cao hiệu quả khai thác mạng hiện nay, đảm bảo hiệu quả đầu tư công nghệ mới NGN và tăng cường khả năng cạnh tranh, mạng viễn thông VNPT cần tổ chức lại hợp lý. Việc tổ chức mạng cần dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cấu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng lưu lượng. Mạng viễn thông của VNPT sẽ được tổ chức thành 5 vùng lưu lượng: - Vùng lưu lượng 1: các tỉnh phía Bắc từ Hà Giang đến Hà tĩnh ( trừ các Tỉnh/Thành phố thuộc khu vực 2) - Vùng lưu lượng 2: Vùng Hà nội (bao gồm Hà nội và một số tỉnh lân cận) - 20 - Vùng lưu lượng 3: Toàn bộ thuê bao thuộc 15 tỉnh miền Trung và Tây Nguyên từ Quảng Bình đến tỉnh Lâm đồng - Vùng lưu lượng 4: Vùng TP.Hồ Chí Minh (bao gồm TP.Hồ Chí Minh và một số tỉnh lân cận) - Vùng lưu lượng 5: Các Tỉnh/Thành phố Nam bộ và đồng bằng sông Cửu Long (trừ các tỉnh vùng 4) 1.2.3 Cấu trúc mạng NGN Cho đến nay, mạng thế hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa có một khuyến nghị chính thức nào của Liên minh Viễn thông thế giới ITU về cấu trúc của nó. Nhiều hãng viễn thông lớn đã đưa ra mô hình cấu trúc mạng thế hệ mới như Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC... Bên cạnh việc đưa ra nhiều mô hình cấu trúc mạng NGN khác nhau và kèm theo là các giải pháp mạng cũng như những sản phẩm thiết bị mới khác nhau. Các hãng đưa ra các mô hình cấu trúc tương đối rõ ràng và các giải pháp mạng khá cụ thể là Alcatel, Siemens, Ericsions. Nhìn chung các mô hình này, xét về cấu trúc mạng đều có đặc điểm giống nhau là phân chia theo lớp chức năng mà không phân chia theo cấp mạng. Có thể xem xét cấu trúc NGN trên hai khía cạnh: - Cấu trúc vật l‎ý - Cấu trúc chức năng 1.2.3.1 Cấu trúc vật l‎ý Xét về khía cạnh này mạng viễn thông được phân làm 2 lớp: - Lớp lõi/truyền tải - Lớp truy nhập Lớp lõi/ truyền tải bao gồm các hệ thống truyền dẫn và chuyển mạch:  Các tuyến truyền dẫn liên vùng, các tuyến truyền dẫn trung kế kết nối các vùng chuyển mạch  Các chuyển mạch cổng quốc tế, các chuyển mạch chuyển tiếp liên vùng, các chuyển mạch vùng Lớp truy nhập bao gồm: